Document 2430279

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА
серия Навигация и УВД
2007
№ 121
УДК 621.396.933(075.8)
ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПОТОКОВ В АС УВД
И.Д. ПЛАТОНОВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Логвиным А.И.
Для различных типов сообщений в АС УВД определены вероятностные характеристики.
В [1] показано, что информационный обмен между диспетчерами управления воздушным движением (УВД) и
экипажем воздушных судов (ВС) состоит из стандартных сообщений, которые могут быть классифицированы по
признаку функциональной значимости следующим образом:
1. Осведомительные сообщения - по выполнению плана полета, но не связанные с пролетом пунктов
обязательного донесения.
2. Управляющие сообщения – по управлению полетов ВС (команды, уточнения и подтверждение команд).
3. Контрольные сообщения – по выполнению планов полета ВС, связанных с пролетом пунктов
обязательного донесения.
4. Коррекция плана полета – по изменению плана полета и получению разрешения на эти изменения.
5. Сообщения об опасных метеоявлениях.
6. Коммерческая информация.
7. Аварийные сообщения.
8. Эксплутационная информация (о техническом состоянии ВС).
9. Информация о метеоусловиях на трассе полета или в районе аэродрома посадки.
Свыше 90% в общем информационном потоке составляют сообщения 1, 2 и 3 типов*. Следовательно, именно
для этих типов сообщений целесообразно определять вероятностные характеристики информационных потоков.
Интервалы между сообщениями X и подчиняются экспоненциальному закону
Pi ( X и ) = λi e − λi X и ,
(1)
где λi - интенсивность потока сообщений i-го типа; X и - интервалы между сообщениями X, i=1, 2, 3.
Соответствующие значения λi и получаемые при этом значения Pi ( X и ) определены и показаны в [1].
Длительности сообщений 1,2,3 типов подчиняются гамма – распределению
Pi ( X T ) =
βiα
X Tα −1e− β X ,
Γ (α i )
i
i
i
T
(2)
где X T - длительность сообщения; α i и β i параметры распределения для i-го типа сообщений; Γ (α i ) - гамма –
функция, i=1, 2, 3.
К сожалению, данных по значениям параметров α i и β i не приводится, поэтому целью данного сообщения
является определение значений α i и β i для каждого типа сообщений*.
Определение значений α i и β i проводилось экспериментальным путем, где исходным материалом для
статистической обработки являлись магнитофонные записи переговоров «диспетчер УВД – экипаж ВС»,
сделанные на протяжении нескольких часов непрерывно (до 11-12 часов) с тем расчетом, чтобы охватить отрезки
времени с разной интенсивностью воздушного движения (ИВД). При этом магнитофонные записи делались на
различных направлениях Московского центра автоматизированного УВД.
Обработка магнитофонной записи производилась следующим образом.
Выборки информации с магнитофонной ленты производились один раз в час. Информация разделялась по
функциональному признаку по типам сообщений, определялись длительности сообщений и интервалы между
ними для каждого типа сообщений. Экспериментально получаемых таким образом последовательностей данных
было недостаточно по объему для нахождения законов распределения длин сообщений и интервалов между ними
вследствие малочисленности происходивших событий в пределах одного часа. Поэтому последовательности
данных для различных секторов и различных интервалов времени были проверены на однородность по критериям
Вилкоксона и Пирсона. Было отмечено, что последовательности событий однородны при одинаковом ИВД. По
однородным выборкам определялись статистические характеристики информационных потоков.
* Набатов О.С., Вдовиченко Н.С. Связь в автоматизированных системах управления воздушным движением». –
М.:Транспорт,1984.
Вероятностные характеристики информационных потоков в АС УВД
α, 1/с
4
β, 1/с
3
0,3
2
0,2
1
0,1
0
0
0
10
20
ИВД,30сам/ч
Рис.1. Зависимость параметров гамма-распределения
от ИВД для 1-го типа сообщений
α, 1/с
3
β, 1/с
2
0,2
1
0,1
0
0
0
10
20
ИВД,30
сам/ч
Рис.2. Зависимость параметров гамма-распределения
от ИВД для 2-го типа сообщений
α, 1/с
4
В результате проведенной статистической
обработки было установлено, что длительность
сообщений, действительно, подчиняется гамма –
распределению. Значения параметров распределения α i и β i для каждого типа сообщений
показаны на рис. 1-3 в зависимости от ИВД. Из
рис.1 видно, что для 1-го типа сообщений с
увеличением ИВД значения как параметра α, так
и β уменьшаются. Изменения параметра β
влияют только на саму форму распределения, в
то время, как стремление параметра α к 1
свидетельствует о том, что при увеличении ИВД
распределение длительности сообщений первого
типа
стремится
к
показательному
распределению.
Из рис. 2 и 3 видно, что с увеличением
ИВД параметры α и β для сообщений второго и
третьего типа увеличиваются, что свидетельствует о том, что распределения длительностей
этих сообщений стремятся к нормальному
распределению.
β, 1/с
3
0,3
2
0,2
1
0,1
0
0
0
155
10
20
ИВД,30сам/ч
Рис.3. Зависимость параметров гамма-распределения
от ИВД для 3-го типа сообщений
PROBABILITY CHARACTERISTICS INFORMATION FLOWS IN ATC
Platonov I.D.
Probability characteristics for different type’s of message in ATC are done.
Сведения об авторе
Платонов Иван Даниилович, 1979 г.р., окончил МТУСИ (2000), кандидат технических наук,
академический советник РИА, автор 19 научных работ, область научных интересов - автоматизированные
телекоммуникационные сети и системы.